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Numéro : LianYuan Security Knowledge No.018
Bitcoin, appelé BTC, est un système de crypto-monnaie open source basé sur le consensus décentralisé de la blockchain et exploité via une communication réseau peer-to-peer. Il est maintenu conjointement par des réseaux informatiques et des nœuds du monde entier. Cependant, à mesure que la communauté et l'écologie du chiffrement continuent de se développer et de s'étendre, les premières technologies BTC ne peuvent plus répondre aux besoins des utilisateurs en matière d'évolutivité du système de crypto-monnaie. Modifier directement le protocole sous-jacent du BTC est non seulement complexe, mais se heurte également à une énorme résistance de la communauté, augmente les risques du système et peut déclencher des hard forks et des divisions de la communauté. Par conséquent, la solution BTC Layer 2 est devenue un choix plus approprié : en créant une nouvelle couche, elle est compatible avec BTC sans changer BTC et répond aux besoins d'évolutivité des utilisateurs. L'équipe de sécurité de Chainsource a analysé de manière approfondie la sécurité de BTC Layer 2 sous plusieurs aspects tels que les solutions L2, les mesures de protection et le développement futur, dans l'espoir de fournir une référence précieuse à tous.
Solutions BTC Layer2 et problèmes de sécurité potentiels
BTC Layer2 fait référence à la technologie d'expansion de deuxième couche de Bitcoin (BTC). Ce type de technologie vise à augmenter la vitesse de transaction de Bitcoin, à réduire les frais de traitement, à augmenter l'évolutivité et à résoudre une série de problèmes rencontrés par BTC. Il existe actuellement de nombreuses solutions BTC Layer2, les plus connues incluent Lightning Network, Rootstock, Stacks, etc. De plus, certains projets et protocoles tels que Liquid, Rollkit et RGB proposent également certains scénarios d'utilisation.
1. Réseau Lightning
Le Lightning Network est probablement la solution de couche 2 la plus connue pour BTC. Il fonctionne comme un réseau hors chaîne, permettant aux participants d'effectuer des transactions rapides et peu coûteuses sans enregistrer chaque transaction sur la blockchain Bitcoin. En créant un réseau de canaux de paiement, le Lightning Network permet les micro-transactions et réduit considérablement la congestion sur la chaîne principale.
Scénarios d'utilisation :
Micropaiements/paiements peer-to-peer/commerce électronique et transactions de détail pour les créateurs de contenu.
Principales caractéristiques :
Paiements instantanés : les transactions sont réglées immédiatement.
Frais bas : frais très bas, adaptés aux microtransactions.
Évolutivité : capacité à gérer des millions de transactions par seconde.
Question de sécurité:
Attaques de canaux : le Lightning Network s'appuie sur des canaux de paiement, qui peuvent être attaqués par des attaquants utilisant des transactions obsolètes ou des fermetures frauduleuses de canaux.
Problèmes de liquidité : si les fonds sont concentrés sur quelques nœuds, ces nœuds peuvent devenir des cibles d'attaques, ce qui entraîne un réseau moins décentralisé.
Attaques de division du réseau Un attaquant peut tenter de diviser le réseau, provoquant une désynchronisation de différentes parties du réseau.
2. Porte-greffe (RSK)
Rootstock, ou RSK en abrégé, est une plateforme de contrats intelligents construite sur Bitcoin. Il exploite la sécurité de Bitcoin tout en prenant en charge les contrats intelligents compatibles avec Ethereum. RSK fonctionne comme une sidechain de Bitcoin, utilisant un mécanisme de cheville bidirectionnelle pour permettre au BTC de circuler entre le réseau Bitcoin et la blockchain RSK.
Scénarios d'utilisation :
Applications de finance décentralisée (DeFi)/émission de tokens sur le réseau Bitcoin/applications cross-chain.
Principales caractéristiques :
Contrat intelligent : compatible avec Ethereum et prend en charge les applications DeFi.
Exploitation minière fédérée : les mineurs de Bitcoin peuvent exploiter RSK en même temps, améliorant ainsi la sécurité du réseau.
Interopérabilité : relier Bitcoin avec des fonctionnalités de type Ethereum.
Question de sécurité:
Double dépense : RSK en tant que sidechain peut être soumis à une attaque de double dépense dans certaines circonstances, notamment lors du transfert de BTC entre Bitcoin et RSK.
Vulnérabilités des contrats intelligents : RSK permet le déploiement de contrats intelligents, ce qui l'expose à des risques de vulnérabilité de contrats intelligents similaires à ceux d'Ethereum, tels que des attaques de réentrance, des débordements d'entiers, etc.
3. Piles
Stacks est une solution unique de couche 2 qui apporte des contrats intelligents et des applications décentralisées (dApps) à Bitcoin. Contrairement aux autres couches 2, Stacks introduit un nouveau mécanisme de consensus : la preuve de transfert (PoX), qui ancre les transactions Stacks à la blockchain Bitcoin.
Scénarios d'utilisation :
Plateforme lNFT/Services de finance décentralisée (DeFi)/Solutions de gouvernance et d'identité.
Principales caractéristiques :
Smart Contracts : Clarity, un langage de sécurité conçu pour les contrats intelligents prévisibles.
Bitcoin ancré : les transactions sont sécurisées par Bitcoin.
Applications décentralisées (dApps) : permettent aux développeurs de créer des applications décentralisées sur Bitcoin.
Scénarios d'utilisation : plateforme lNFT/services de finance décentralisée (DeFi)/solutions de gouvernance et d'identité.
Question de sécurité:
Attaques par consensus : étant donné que PoX, le mécanisme de consensus de Stacks, s'appuie sur le réseau Bitcoin, les attaquants peuvent tenter d'affecter le consensus de Stacks en manipulant le réseau Bitcoin.
Vulnérabilités des contrats intelligents : à l'instar d'autres plates-formes de contrats intelligents, Stacks est confronté à des vulnérabilités potentielles dans le code du contrat intelligent.
4. Liquid
Liquid est une solution de couche 2 basée sur la sidechain et dédiée à l'amélioration de la vitesse et de la confidentialité des transactions Bitcoin. Développé par Blockstream, Liquid est idéal pour les traders et les bourses, permettant des règlements plus rapides et des transactions confidentielles.
Scénarios d'utilisation :
Négoce à haute fréquence/paiements transfrontaliers/émission d’actifs tokenisés.
Principales caractéristiques :
Transactions confidentielles : le montant de la transaction est masqué pour améliorer la confidentialité.
Règlement rapide : les transactions sont réglées en 2 minutes environ.
Asset Issuance : Permet la création d’actifs numériques sur le réseau Bitcoin.
Question de sécurité:
Risques de dépendance à la chaîne principale : Liquid, en tant que chaîne latérale, repose sur la sécurité du réseau principal Bitcoin. Toute attaque ou vulnérabilité sur le réseau principal peut affecter Liquid.
Risque de confidentialité : bien que Liquid prenne en charge les transactions confidentielles, la confidentialité peut toujours être compromise si les clés ne sont pas gérées correctement.
5. Kit de rouleau
Rollkit est un projet émergent qui vise à apporter Rollups, une solution de mise à l'échelle populaire dans l'écosystème Ethereum, à Bitcoin. Les rollups regroupent plusieurs transactions en un lot qui est ensuite soumis à la blockchain Bitcoin, réduisant ainsi la charge du réseau et les frais.
Scénarios d'utilisation :
Applications DeFi évolutives/agrégation de micropaiements/applications décentralisées à haut débit.
Principales caractéristiques :
Évolutivité : augmentez considérablement le débit des transactions.
Rentabilité : réduisez les frais en traitant les transactions par lots.
Sécurité : héritez du modèle de sécurité de Bitcoin.
Question de sécurité:
Attaques de disponibilité des données : dans le schéma Rollups, si les données ne sont pas disponibles, le vérificateur peut ne pas être en mesure de vérifier la validité de la transaction.
Problèmes d’incitation économique : les rollups doivent concevoir un mécanisme d’incitation économique solide pour empêcher les participants d’essayer d’obtenir des avantages par des moyens déloyaux.
6. RVB
RGB est un système de contrat intelligent qui utilise le modèle UTXO de Bitcoin. Il est conçu pour prendre en charge des contrats intelligents complexes tout en préservant la confidentialité et l’évolutivité de Bitcoin. RGB se concentre sur la création d'un environnement hors chaîne dans lequel les contrats intelligents peuvent être exécutés avec un impact minimal sur la chaîne principale.
Scénarios d'utilisation :
Tokenisation des actifs/applications de confidentialité/développement de contrats intelligents flexibles.
Principales caractéristiques :
Basé sur UTXO : maintien des fonctionnalités de sécurité et de confidentialité de Bitcoin.
Exécution hors chaîne : minimisez l’occupation en chaîne.
Personnalisation : prend en charge un large éventail de scénarios d’application de contrats intelligents.
Question de sécurité:
Risque de complexité des contrats intelligents : les contrats intelligents dans les systèmes RVB peuvent être très complexes, entraînant une augmentation des vulnérabilités de sécurité potentielles.
Problèmes de crédibilité dans l'exécution hors chaîne : RGB s'appuie sur l'environnement hors chaîne pour l'exécution des contrats intelligents. Si l'environnement d'exécution est attaqué ou manipulé, la sécurité du contrat peut être affectée.
Mesures de sécurité existantes
La solution BTC Layer 2 présente un grand potentiel pour améliorer l'évolutivité et les fonctionnalités du réseau Bitcoin, mais elle introduit également un nouvel ensemble de défis en matière de sécurité. La sécurité deviendra l'un des facteurs clés de son succès et de son adoption généralisée. Afin de faire face aux risques de sécurité potentiels, BTC Layer2 peut prendre les principales précautions de sécurité suivantes :
Sécurité des chaînes et protection financière
Multisig et Timelocks : comme dans le réseau Lightning, les fonds sont généralement stockés dans des adresses multi-signatures et les fonds ne peuvent être transférés qu'après que toutes les parties concernées soient parvenues à un consensus. Le mécanisme de verrouillage temporel garantit qu'en cas de litige, les fonds ne sont pas définitivement bloqués et peuvent éventuellement être restitués au propriétaire.
Fiabilité des transactions hors chaîne : en utilisant des transactions hors chaîne, les utilisateurs peuvent effectuer des transactions rapidement, mais ces transactions doivent toujours être synchronisées régulièrement avec la chaîne principale pour éviter les doubles dépenses ou la perte de fonds.
Mécanismes de lutte contre la fraude et de contestation
Preuves de fraude : dans certaines solutions de couche 2 (telles que Rollup), les preuves de fraude sont utilisées pour détecter et répondre aux opérations malveillantes. Par exemple, si une partie tente de soumettre une mise à jour de statut invalide, les autres participants peuvent la contester avec une preuve de fraude pour empêcher le téléchargement de transactions invalides sur la chaîne.
Période de contestation : donnez aux utilisateurs un délai pour examiner et contester les transactions suspectes, améliorant ainsi la sécurité du réseau.
Robustesse du réseau et du protocole
Mises à niveau et audits des protocoles : les protocoles sont régulièrement examinés et mis à niveau pour corriger les vulnérabilités connues et améliorer la sécurité. Par exemple, dans Rootstock ou Stacks, les audits de code et les examens de la communauté sont cruciaux pour assurer la sécurité des contrats intelligents.
Nœuds opérationnels décentralisés : en augmentant le degré de répartition des nœuds, la possibilité de défaillance d'un point unique dans le réseau est réduite, améliorant ainsi la résistance du réseau aux attaques.
Confidentialité et protection des données
Communications cryptées : assurez-vous que les communications entre tous les participants sont cryptées, évitant ainsi les attaques de l'homme du milieu ou les fuites de données.
Preuves sans connaissance : dans certaines solutions de couche 2, des preuves sans connaissance sont introduites pour améliorer la confidentialité et la sécurité et éviter la fuite d'informations sensibles sur les parties à la transaction.
Éducation des utilisateurs et avertissement sur les risques
Améliorer la sensibilisation des utilisateurs à la sécurité : éduquez les utilisateurs sur les risques des réseaux de couche 2 et encouragez-les à utiliser des portefeuilles fiables et des méthodes d'exploitation sûres.
Avertissement sur les risques : lors de l'utilisation de solutions de couche 2, les utilisateurs sont rappelés aux risques possibles, tels que la complexité des transactions hors chaîne ou les litiges lors de la fermeture des canaux.
Sécurité des transactions hors chaîne
Sécurité des canaux d'État : assurez l'intégrité du statut hors chaîne et soumettez régulièrement des mises à jour de statut à la chaîne principale pour réduire le risque de vol de fonds ou de fraude.
Ces mesures fonctionnent ensemble pour garantir la sécurité du réseau Bitcoin de deuxième couche et fournir aux utilisateurs un environnement commercial fiable et évolutif.
Tendances futures du développement de la sécurité
Le secteur évolue rapidement et de nouveaux BTC L2 naissent chaque seconde, mais ce qui reste inchangé est la tendance inévitable de l'écosystème BTC à se développer vers la deuxième couche. BTC est un train dans lequel tout le monde veut monter. Malgré les défis, l’avenir de l’écosystème BTC regorge de possibilités infinies. D’un consensus de distribution équitable à une solution de mise à l’échelle basée sur l’inscription, en passant par une solution de mise à l’échelle pleinement mature qui poursuit une sécurité forte partagée avec BTC, l’écosystème Bitcoin subit des changements historiques :
Déverrouiller le marché DeFi : en activant des fonctionnalités telles que les solutions de couche 2 compatibles EVM, Bitcoin peut accéder au marché DeFi de plusieurs milliards de dollars. Non seulement cela élargit l’utilité de Bitcoin, mais cela ouvre également de nouveaux marchés financiers qui n’étaient auparavant accessibles que via Ethereum et des blockchains programmables similaires.
Scénarios d'utilisation étendus : ces plates-formes de couche 2 prennent non seulement en charge les transactions financières, mais prennent également en charge diverses applications dans des domaines tels que la finance, les jeux, les NFT ou les systèmes d'identité, élargissant ainsi considérablement la portée originale du Bitcoin en tant que simple monnaie.
Le réseau de deuxième couche utilise une preuve de connaissance nulle pour améliorer la sécurité, la technologie Rollup améliore l'évolutivité, la preuve de fraude garantit la sécurité de ses transactions, etc. Ces technologies devraient non seulement améliorer considérablement l'évolutivité et l'efficacité du réseau BTC, mais également introduire de nouveaux types d’actifs et méthodes de transaction ouvre de nouvelles opportunités aux utilisateurs et aux développeurs. Cependant, pour atteindre ces objectifs, il faut un effort concerté de consensus communautaire, de maturité technique et de validation pratique. Dans la recherche des solutions L2 les plus efficaces, la sécurité, la décentralisation et l'optimisation de l'expérience utilisateur resteront des priorités absolues. En regardant vers l'avenir, avec les progrès technologiques et la collaboration communautaire, la technologie BTC L2 devrait libérer le nouveau potentiel de l'écosystème Bitcoin et apporter plus d'innovation et de valeur au monde des crypto-monnaies.
Conclusion
L'énorme demande du marché et la libre concurrence sur le marché donneront certainement lieu à l'innovation technologique. L'avenir des solutions L2 est étroitement lié au développement global de la technologie blockchain, révélons-nous. les risques auxquels elle est confrontée en matière de contrats intelligents, de vérification d’identité, de protection des données, etc. Bien qu'il existe actuellement diverses mesures de protection en place, avec le développement continu de la technologie, BTC Layer2 doit encore continuer à innover dans des domaines tels que la technologie ZK, la sécurité inter-chaînes et même le cryptage quantique pour faire face aux futurs défis de sécurité. À mesure que la technologie blockchain évolue, nous pouvons nous attendre à davantage d’innovation et de changement. Premièrement, à mesure que la technologie continue de mûrir et de se standardiser, les solutions L2 seront plus stables et fiables. Deuxièmement, à mesure que l’écosystème continue de se développer, Bitcoin sera appliqué dans davantage de scénarios et d’industries, favorisant ainsi le développement de l’ensemble du secteur des crypto-monnaies. Dans l’ensemble, le lancement intensif du réseau principal du projet Bitcoin Layer 2 marque une nouvelle étape pour le réseau Bitcoin.
